Нюансы применения литиевых аккумуляторов на автомобилях

При покупке автомобильного аккумулятора в подавляющем большинстве случаев выбор падает на свинцово-кислотные батареи.

нюансы использования литиевых батарей в автомобилях

Эти батареи могут иметь определенные конструктивные особенности. Они имеют различное состояние агрегации электролита, могут быть обслуживаемыми или необслуживаемыми. Но их объединяет то, что внутри банок находятся свинцовые пластины, покрытые какими-то легирующими добавками, а свинец окружен раствором на основе серной кислоты и дистиллированной воды. Щелочные батарейки встречаются гораздо реже.

Однако есть и другая категория батарей, которые часто устанавливаются на колесные транспортные средства. Это литиевые источники питания.

Существует много дискуссий и споров о перспективах литиевых батарей и о том, смогут ли они заменить классические свинцово-кислотные батареи. Или, по крайней мере, конкурировать с ними. Важно понимать, что основное внимание уделяется стартерным, а не тяговым батареям. Фактически, автомобиль с двигателем внутреннего сгорания нуждается в источнике питания, способном обеспечить высокий пусковой ток. Тяговые аккумуляторы имеют другую функцию.

Разновидности литиевых батарей

Под литиевыми батареями понимают несколько типов источников энергии. К ним относятся следующие:

  1. Литий-ионный. Их также называют литий-ионными батареями. Сегодня они встречаются в основном в электрических и гибридных автомобилях. Они используются в качестве тяговых, а не стартовых батарей. Здесь перенос заряда происходит через заряженные ионы лития. Изначально негативные пластины были изготовлены из лития. Однако позже технология усовершенствовалась, что позволило перейти на углеродистый кокс, а графит считается современным вариантом.
  2. LiPol. Это литий-полимерные источники питания. Единственное отличие от предыдущего типа заключается в том, что электролитом здесь является полимер, а не жидкость. Производительность была улучшена. В основном используется в электронике, а также в современных электромобилях.
  3. LifePo4. Это аббревиатура литий-ферро-фосфатной батареи. В настоящее время это самый перспективный тип батарей для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

Чтобы объективно взглянуть на литиевые батареи, сосредоточив внимание на литий-ферро-фосфатных батареях, стоит проанализировать их сильные и слабые стороны, а также основные характеристики.

Сильные и слабые стороны

Современные литиевые батареи для автомобилей имеют определенный перечень преимуществ и недостатков.

К слабым сторонам относятся:

  • Из-за низкой емкости для создания полноценной батареи 12,7 В необходимо одновременно подключить 4 литиевых аккумулятора;
  • Высокая стоимость устройств;
  • плохая устойчивость к низким температурам;
  • быстрая потеря заряда при воздействии мороза;
  • Эти батареи нельзя заряжать при температуре ниже 0 градусов Цельсия;
  • Подключение нескольких батарей требует дополнительной специальной балансировочной пластины;
  • Эти батареи могут взорваться во время столкновения;
  • Необходимо устанавливать дорогостоящие системы защиты от перезаряда.
Читайте также:  Что нужно знать об автомобильных аккумуляторах Delkor

Другими словами, основной проблемой является стоимость самой батареи и необходимость модификации электропроводки при попытке установить эти батареи.

нюансы использования литиевых батарей в автомобилях

Но есть и положительные аспекты. К преимуществам относятся:

  • длительный срок службы при правильном использовании;
  • медленная потеря мощности;
  • стабильное напряжение;
  • безопасность для окружающей среды и людей;
  • низкая скорость разряда;
  • малый вес.

Однако все это можно отнести к литий-феррофосфатным батареям по сравнению с их литиевыми аналогами. По сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами, факты говорят не в пользу лития. Технология слишком примитивна, чтобы говорить о шансах победить современных классиков.

Выдерживаемое количество циклов

Следует отметить, что дальнейший упор будет сделан на литий-ионные железо-фосфатные батареи для автомобилей, так как они являются лучшим решением в качестве аналога свинцово-кислотных батарей. Другие касаются электромобилей, электроники, всевозможных гаджетов, смартфонов.

Водителей, вероятно, интересует, сколько циклов может выдержать аккумулятор.

Цикл — это процесс зарядки и разрядки. Срок службы указывает на количество циклов, которое может выдержать батарея.

Батарея будет работать до тех пор, пока ее элементы сохраняют способность накапливать и отдавать заряд.

В ходе испытаний было доказано, что литиевая батарея может выдержать около 1000 циклов. Специалисты создали условия, приближенные к реальному использованию. Конечно, речь не шла о минусовых температурах. В результате литиевые батареи были уравновешены несколькими аккумуляторами. Это классические свинцово-кислотные батареи и источники питания, изготовленные по технологии AGM. В результате батарея AGM прослужила полных 180 циклов, в то время как свинцовая батарея едва достигла 20 циклов. После многочисленных разрядов и зарядов емкость литиевой батареи не меняется.

Но это ничего не доказывает. Созданные условия были реалистичными, но близкими к идеальным.

Особенности зарядки

Теперь стоит поговорить о том, как заряжать аккумулятор, если мы говорим о литиевом источнике питания автомобиля.

Для литиевых батарей имеются специальные зарядные устройства. Вы не можете использовать классические зарядные устройства для свинцово-кислотных батарей.

Эти батареи характеризуются способностью быстро накапливать энергию. Теоретически, зарядка будет занимать меньше времени. Но есть одна особенность. Электрохимические процессы не являются мгновенными, и электролит изменяется непропорционально. Чем ближе слой находится к электроду, тем быстрее он накапливает энергию. И наоборот, слои, расположенные дальше от электрода, заряжаются медленнее.

Читайте также:  Что нужно делать в случае кипения аккумулятора на автомобиле

Нюансы использования литиевых батарей в автомобилях

Нет смысла увеличивать зарядный ток для ускорения процесса. В случае использования литиевых батарей скорость не пострадает.

Можно достичь нужного напряжения за короткое время, но все равно придется ждать полного насыщения. Вывод таков. Чем выше зарядный ток, тем быстрее процесс зарядки, но медленнее процесс насыщения.

Ток зарядки выбирается в зависимости от емкости.

Литиевые батареи следует заряжать током, составляющим 5% от их емкости.

Если у вас есть батарея емкостью 80 Ач, ток зарядки будет не 8 А, как для обычных батарей, а только 4 А.

Вам также следует обратиться к руководству пользователя. Некоторые производители варьируют зарядный ток от 5 до 10% от емкости. Поэтому лучше проверить рекомендации завода-изготовителя.

Как выбрать

Восприятие литиевой батареи как автомобильного аккумулятора еще довольно рано. Да, некоторые разновидности этих батарей используются в автомобилях, но в основном мы говорим об электромобилях.

Как упоминалось ранее, только литий-железо-фосфатные батареи имеют потенциал стать распространенным решением для автомобиля. Но даже при выборе аккумулятора LifePo4 необходимо обратить внимание на несколько нюансов.

А именно:

  1. Система управления BSM. Клетки рассматриваемых источников энергии имеют тенденцию стареть с течением времени. Это вполне естественный процесс, возникающий в результате внутренней деградации. По мере уменьшения емкости внутреннее сопротивление начинает увеличиваться. Старение ускоряется в зависимости от тока зарядки и разрядки, температуры и других факторов. Для того чтобы продлить срок службы этих батарей, необходима электронная система управления BSM. Его задача — контролировать состояние батареи, защищать от перезаряда, глубокого разряда.
  2. Стоимость. Переход на литиевые батареи означает увеличение бюджета на техническое обслуживание автомобиля. Разница в цене между литиевыми батареями достигает 200%. По сравнению со свинцово-кислотными батареями классические батареи дешевле в 5-10 раз. Помните, что вам понадобится несколько батарей, подключенных в одну цепь одновременно. А это уже довольно большие расходы.
  3. Скорость зарядки. Обратите внимание на максимальную мощность. Скорость заряда относительно недорогой батареи составит 0,3 C, где C — емкость. Высококлассные версии имеют 1 C.
  4. Работа без подзарядки. Подумайте, как долго литиевые батареи работают без подключения к зарядному устройству. Преимущество этих батарей в том, что они возвращают потребителю 100% своей емкости. Если обычные батареи уже считаются разряженными при 10,5 В, то здесь их можно разрядить до 0 В, а затем зарядить.
  5. Работа с генератором переменного тока. Зарядка напрямую через генератор невозможна. Здесь требуется конвертер. Посмотрите на технические характеристики и узнайте, сколько энергии требуется литиевой батарее для зарядки от генератора переменного тока. Сравните это с характеристиками установленного генератора переменного тока.
Читайте также:  Зачем и как правильно разряжать аккумулятор от автомобиля

Нюансы использования литиевых батарей в автомобилях

Объективно правильным будет сказать, что в настоящее время литиевые батареи рассматриваются только как вспомогательные источники энергии для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. В этом случае можно поставить одну или несколько небольших литиевых батарей, используя их в качестве автономного источника для работы той же аудиосистемы, некоторых потребителей, которые не будут нагружать обычную стартерную батарею, сохраняя ее для легкого запуска двигателя.

Адаптировать аккумулятор к автомобилю, предназначенному для обычных батарей, очень сложно и дорого. Одни только аккумуляторы могут стоить порядка 100 000 рублей. А также конвертеры, специальное зарядное устройство и многое другое.

Особенности установки

В настоящее время литий-ионный аккумулятор позиционируется как автомобильный, но ориентирован на электромобили. Если говорить о литий-феррофосфатном варианте, то его теоретически можно установить под капот автомобиля и приспособить для работы вместо классической свинцово-кислотной батареи.

Но такая идея потребует много усилий, времени и денег. Сами батареи для создания емкости около 70 Ач будут стоить не менее 100 тысяч рублей.

Затем вам нужно будет соединить несколько ячеек последовательно, найти для них место в пространстве под капотом, правильно изолировать все соединения. Также необходимо использовать промежуточный элемент между аккумулятором и генератором, поскольку прямое соединение здесь недопустимо.

Теоретически все возможно. Однако на практике еще слишком рано оценивать пригодность литиевых батарей для использования в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Авто аккумуляторы